技術(shù)特征：

1.一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：包括控制模塊、健身動作姿態(tài)模塊、心率采集模塊、充電模塊和藍牙通訊模塊，所述健身動作姿態(tài)模塊、心率采集模塊、充電模塊和藍牙通訊模塊分別與控制模塊連接，所述控制模塊通過藍牙通訊模塊與移動終端進行通訊；

所述健身動作姿態(tài)模塊，用于檢測健身者運動動作；

所述心率采集模塊，用于采集健身者運動過程中的心率數(shù)據(jù)；

所述充電模塊，用于計算電池電量，并供用戶完成充電；

所述控制模塊，用于接收健身動作姿態(tài)模塊和心率采集模塊采集的數(shù)據(jù)，并對采集的數(shù)據(jù)進行分析，得到健身者運動動作的標準性和運動強度中心率的適合性；

所述藍牙通訊模塊，用于將控制模塊的分析數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿咏K端；

所述移動終端，用于根據(jù)分析數(shù)據(jù)完成個性化科學(xué)健身指導(dǎo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：所述控制模塊采用Arduino單片機，Arduino單片機是基于開放源代碼的USB接口板，核心是ATmega168，具有14路數(shù)字輸入/輸出口、8路模擬輸入、一個16MHz晶體振蕩器、一個mini-B USB接口、一個ICSP header和一個復(fù)位按鈕。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：所述健身動作姿態(tài)模塊采用了MPU6050六軸傳感器芯片，MPU6050六軸傳感器芯片用于通過三軸MEMS加速度計和三軸MEMS陀螺儀采集健身者運動時的數(shù)據(jù)，MPU6050六軸傳感器芯片的每個軸分別對應(yīng)有一個十六位的A/D轉(zhuǎn)換器；當MPU6050六軸傳感器芯片處于正常工作狀態(tài)時，其內(nèi)部的三軸MEMS加速度計和三軸MEMS陀螺儀分別采集x，y，z三軸上由健身動作引起的電壓值變化，通過A/D轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后再通過I²C總線將數(shù)據(jù)傳送到控制模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：所述健身動作姿態(tài)模塊采集健身者六軸上的動作數(shù)據(jù)，當軀干豎直且運動時z軸的值與軀干豎直且靜止時z軸的值的均值偏差為：

${\stackrel{\‾}{Z}}_{sl}=\frac{1}{\underset{J=1}{\overset{Nsl}{\Σ}}{P}_{sl}\left(J\right)}\underset{j=1}{\overset{Nsl}{\Σ}}\·\underset{i=1}{\overset{Psl\left(j\right)}{\Σ}}{Z}_{jt}---\left(1\right)$

$Z_{dl,sl}\left(j\right)=\frac{1}{P_{dl}\left(j\right)}\underset{i=1}{\overset{p_{dl}\left(j\right)}{\Σ}}\left|(Z_{ji}-\stackrel{\‾}{Z_{sl}})\right|---\left(2\right)$

其中，式(1)給出了軀干豎直且靜止時z軸的均值定義；式(2)給出了軀干豎直且運動時z軸的值與軀干豎直且靜止時z軸的值的均值偏差；j為運動組數(shù)，t為時間，N為信號段數(shù)量；

健身動作姿態(tài)模塊讀取三個方向上的加速度速度和三個方向上的角速度數(shù)據(jù)，經(jīng)過改進的卡爾曼濾波算法濾波處理后，將三個加速度數(shù)據(jù)值與三個角速度數(shù)據(jù)值結(jié)合，并采用峰谷檢測算法計算得出波峰與波谷值，當出現(xiàn)一對峰谷時，判斷峰谷之差是否在設(shè)置的閾值范圍內(nèi)，以及判斷峰谷之間的時間差是否在時間窗口內(nèi)，若峰谷之差在設(shè)置的閾值范圍，且峰谷之間的時間差在時間窗口內(nèi)，計數(shù)加一，健身動作姿態(tài)模塊停止讀取數(shù)據(jù)，否則，健身動作姿態(tài)模塊繼續(xù)讀取三個方向上的加速度速度和三個方向上的角速度數(shù)據(jù)；

所述改進的卡爾曼濾波算法，具體為：假設(shè)加速度計讀取的當前值為Racc，陀螺儀讀取的舊值為Rgyro，用一個加權(quán)平均值，如下：

Rest(n)＝(Racc*w1+Rgyro*w2)/(w1+w2) (3)

將式(3)等號右邊分子分母同時除以w1，簡化為：

Rest(n)＝(Racc*w1/w1+Rgyro*w2/w1)/(w1/w1+w2/w1) (4)

令w2＝w1＝wGyro，得到：

Rest(n)＝(Racc+Rgyro*wGyro)/(1+wGyro) (5)

其中，wGyro表示對加速度計和陀螺儀的相信程度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：所述wGyro通過測試確定，范圍為5-20。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：所述心率采集模塊采用心率傳感器，心率傳感器包括紅色發(fā)光二極管和受光窗，紅色發(fā)光二極管發(fā)出的光線通過皮膚表面照射在受光窗，當皮膚表面的血流量隨心臟跳動而改變時，紅色發(fā)光二極管通過皮膚表面到達受光窗的光線也隨之改變，這樣光電流也發(fā)生波動性變化，從而采集到心臟脈搏信號；其中，心率傳感器的芯片引腳輸出波動的電壓信號，經(jīng)放大器的反相輸入端放大，并用電容組成的雙極性耦合電容將干擾信號隔離；通過RC低通濾波器去除高頻信號，截止頻率為3.33Hz，通過電壓比較器，將信號轉(zhuǎn)換為方波信號輸入控制模塊；通過電位器調(diào)節(jié)電壓比較器的參考電壓，以消除不同人體皮膚的差異性。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：所述心率采集模塊采集健身者運動過程中的心率數(shù)據(jù)，利用心率與運動強度成正比的關(guān)系，計算出健身者的運動強度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：所述藍牙通訊模塊采用HC-06藍牙轉(zhuǎn)串口模塊，HC-06藍牙轉(zhuǎn)串口模塊的工作電壓為3.3V，波特率可調(diào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：所述充電模塊采用TP4056充電器，TP4056充電器的充電電壓為4.2V，而充電電流通過電阻器進行外部設(shè)置；當充電電流在達到最終浮充電壓之后降至設(shè)定值1/10時，TP4056充電器將自動終止充電循環(huán)；當輸入電壓被拿掉時，TP4056充電器將自動進入低電流狀態(tài)，將電池漏電流降至2uA以下；TP4056充電器在有電源時置于停機模式，從而將供電電流低于55uA。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的一種智能健身運動手環(huán)，其特征在于：所述移動終端安裝了與智能健身運動手環(huán)對應(yīng)的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序的人機交互層由主界面、運動詳情頁面、綜合分析頁面構(gòu)成，利用后臺藍牙服務(wù)傳輸數(shù)據(jù)，同時進行數(shù)據(jù)存儲；

所述人機交互層利用Android組件中的Listview+Viewpager實現(xiàn)左右頁面快速切換；應(yīng)用程序啟動時，將讀取存儲的歷史記錄數(shù)據(jù)并顯示在相應(yīng)的界面上，同時主界面要求用戶輸入個人的相關(guān)信息，進行AMI分析；

當移動終端與智能健身運動手環(huán)建立連接后，建立一個專用的線程Thread來接收數(shù)據(jù)，利用Android的handler消息機制把接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到主線程，從而進行主線程UI的更新實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時分析和顯示。